中国21岁博士在《自然》连发2篇论文 教授赞：怪物

但对大多数专家学者而言，

在《自然》上发文章依然高不可攀。

每年在《自然》上的发表数量也不超过20篇。

库叔有位博士朋友更是直言：

一位学者如果在《自然》上发表一篇论文，

就可以在国内任何大学找到教职；

发表两篇，

就有资格入选“青年千人计划”，

或者在“211”、“985”大学获得正教授职位。

这丝毫不夸张。

作为我国结构生物学领军人物的施一公，

第一次在《自然》上发表论文

是在1999年，当时他32岁；

被称为我国“量子之父”的潘建伟院士，

27岁在《自然》上发表了第一篇论文；

……

曹原在21岁的年纪，

就作为第一作者，

一次性发表了两篇，

堪称“神之操作”。

而且，

《自然》等不及排版就先行在网站上刊出，

并配以第三篇文章做评述，

可见其重视程度之深。

2

重磅论文，为超导体30年之寻打开新思路

引起如此轰动的论文，

究竟讲了什么内容？

原来，

曹原及其团队发现，

将两层石墨烯叠加在一起，

当转角接近魔角（Magic angle）即1.1°、

同时温度环境达到1.7K（-271℃）时，

它们会表现出非常规超导电性，

其属性与铜氧化物（其结构往往难以调整）的高温超导性类似。

双层石墨烯系统中旋转的效应 

看到这里，大部分人都表示：看不懂！

其实，要想理解这两篇论文的意义所在，

先要了解什么是超导电性。

1911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯等人发现

当汞被冷却至接近0K（-273℃）时，

电子可以通行无“阻”。

他们将这个“零电阻状态”称为“超导电性”。

具有超导电性的材料有很强的应用价值，

因为，

一般材料在导电过程中会消耗大量能量。

以传输电缆为例，

从发电站到用户的传送过程中，

消耗损失的能量越小，

经济效益越大。

超导体的出现，

使传输过程中的能量损耗几乎为零。

不过，

目前绝大多数超导体仅在接近0K（-273℃）温度下工作，

维持低温使超导体的应用成本显著提升。

如果材料能在室温下实现超导，

就能避开昂贵的冷却费，

彻底改变能量传输、医疗扫描仪和运输等相关领域的现状。

既然室温超导效益这么好，

那找到合适的材料不就行了吗？

没这么简单，

目前，材料达到超导状态的最高温度约为133K（-140ºC），

这种材料就是铜氧化物，

于20世纪80年代被发现。

30多年来，

在寻找室温超导体的路上，

铜氧化物一直是物理学家关注的焦点。

铜氧化合物高温超导体的电子态相图和典型晶体结构

但是，上文也提到了

铜氧化物的结构往往难以调整，

所以，很难通过实验发现其实现超导的机制。

曹原及其团队的贡献就是，

在描述双层石墨烯的电子密度与温度关系时，

发现了与铜氧化物超导体相似的结果。

这为物理学家发现铜氧化物超导机制

提供了一个前所未有的体系，

也为寻找室温下的超导材料提供了思路。

研究的另一亮点在于，

仅用纯碳基的石墨烯来实现超导相，

也是人们期待已久的。

因为石墨烯有各种奇特的性质，

比如高电导率、透光率、机械强度、稳定性等等，

都已不同程度地得到了应用，

唯独超导性质迟迟未能实现。

有网友就此评价：

《自然》应该为能刊发曹原团队的文章而感到荣幸。

3

传奇少年班，40年输出人才无数

曹原取得如此卓越的成就，

得益于麻省理工学院的超强团队，

同时也离不开中科大的悉心培育，

尤其是中科大少年班的“超常教育”。

[注：超常教育是指为智力等方面超常的儿童创立的教育]

中国科学技术大学少年班最早由

诺贝尔物理奖获得者李政道先生提出。

1975年5月，他在回国访问时发现，

中国各行各业百废待兴，

科技人才严重断档，

于是通过周总理向毛主席建议：

“从全国选拔很少数，

约十三四岁左右的、有培养条件的少年，

到大学去培训”，

培养一支“少而精的基础科学工作队伍”。

旨于从少年人才入手，

使全国各类人才培养步入正轨。

李政道

1978年3月8日，